高中生物 專題一《1.1DNA重組技術(shù)的基本工具》教案 新人教版選修3

1、課 題DNA重組技術(shù)的基本工具備課日期 2015年2 月 28 日課 型新授課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能簡(jiǎn)單描述基因工程的概念及目的。說出DNA重組技術(shù)的三個(gè)工具及各工具的特點(diǎn)和用途。利用DNA重組技術(shù)的工具解答有關(guān)題目。過程與方法（1）通過對(duì)圖片、動(dòng)畫等的觀察，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。（2）通過利用課本以外的資料和網(wǎng)絡(luò)信息解決學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。（3）通過多媒體課件對(duì)基本概念、基本原理的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的獲取新知的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過學(xué)習(xí)基因工程的概念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究需

2、要的嚴(yán)謹(jǐn)，激發(fā)為祖國而奮斗的精神。（2）通過學(xué)習(xí)基因操作的工具，使學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的辯證唯物主義觀念。教學(xué)重點(diǎn)DNA 重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；基因工程載體需要具備的條件教學(xué)難點(diǎn)DNA 重組技術(shù)所需要的三種基本工具的作用；基因工程載體需要具備的條件教學(xué)方法以探究法、談話法、材料教學(xué)法相結(jié)合。教學(xué)用具多媒體課件課時(shí)安排2課時(shí)教 學(xué) 內(nèi) 容設(shè)計(jì)與反思板書設(shè)計(jì): 教 學(xué) 內(nèi) 容設(shè)計(jì)與反思一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入:教師活動(dòng)：投影幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析討論。1遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？2生物體遺傳的基本單位是什么？3為什么生物界的各種生物間的性狀有如此大的差別呢？4生物的性狀是怎樣表達(dá)的？5各種生

3、物的性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果，那么，人類能不能改造基因呢？使原來本身沒有某一性狀的生物而具有某個(gè)特定的性狀呢？ 6各種生物間的性狀千差萬別，這是為什么呢？引導(dǎo)學(xué)生回答：生物體的不同性狀是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。教師舉例：1青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類有用的抗生素青霉素2豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?dú)?人的胰島B細(xì)胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度教師提問：以上幾種生物各有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。但是人類能不能改造基因呢？在引導(dǎo)學(xué)生思考、探究的同時(shí)引出本節(jié)課題。二、講授新課:1基因工程的概念：課前布置學(xué)生自學(xué)教材上的知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生理解基因工程的概念，并引導(dǎo)學(xué)生回答表中內(nèi)容?；?/p>

4、工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA管理費(fèi)用技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物教師活動(dòng)：投影問題引導(dǎo)學(xué)生討論，引出基因操作的工具?；蚬こ痰牟僮魉绞窃贒NA分子水平進(jìn)行的，所以用普通的操作工具能夠在如此微觀的條件下操作嗎？2基因操作的工具基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程蘇云金芽孢桿菌（有抗蟲特性）提取抗蟲基因普通棉花（無抗蟲特性）棉花細(xì)胞（含抗蟲基因）與運(yùn)載體DNA拼接、導(dǎo)入棉花植株（有抗蟲特性）教師活動(dòng)：投影基因工程抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程。（見下表）學(xué)習(xí)探究1：在基因工程培育抗蟲棉的過程中，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？學(xué)生活動(dòng)：分析、討論，學(xué)生與

5、教師共同對(duì)基因工程關(guān)鍵歸納總結(jié)。關(guān)鍵步驟一：抗蟲棉從蘇云金孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取。關(guān)鍵步驟二：抗蟲基因與運(yùn)載體DNA拼接。關(guān)鍵步驟三：抗蟲基因進(jìn)入棉花細(xì)胞。學(xué)習(xí)探究2：怎樣才能在蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的眾多基因中找到所需抗蟲基因呢？又怎樣將它從DNA長(zhǎng)鏈中提取出來？又如何將提取出的抗蟲基因與棉花細(xì)胞的DNA結(jié)合在一起呢？引導(dǎo)學(xué)生探究、分析、總結(jié)：（1）“分子手術(shù)刀”又叫基因剪刀限制性內(nèi)切酶 分布：主要在微生物中 作用特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定的核苷酸序列，切割特定的切點(diǎn)。 結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。播放投影幻燈片的實(shí)例。限制酶切割DNA分子示意圖CGA A T TGCT T A A 黏性

6、末端T T A AG|CCGA A T T（2）“分子縫合針”又叫基因針線DNA連接酶 連接部位：磷酸二酯鍵。DNA連接酶作用示意圖CGA A T TGCT T A A 結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性末端的連接。學(xué)習(xí)探究3：用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性末端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？用限制性內(nèi)切酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？（3）“分子運(yùn)輸車”又叫基因的運(yùn)輸工具基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 具備的條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；具有某些標(biāo)記基因。 種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。 質(zhì)粒的特點(diǎn)： 質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體；最常用的質(zhì)粒是大腸桿

7、菌的質(zhì)粒；是細(xì)胞染色體外能自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；質(zhì)粒的大小只有普通細(xì)菌染色體的1%左右；存在于許多細(xì)菌及酵母菌等微生物中；質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞生存沒有決定性的作用；質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。（自身細(xì)胞中也可）學(xué)習(xí)探究4：1、質(zhì)粒上會(huì)存在某些標(biāo)記基因，這些標(biāo)記基因有什么用途？ 2、要想將某個(gè)特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性內(nèi)切酶和幾DNA連接酶處理？三、課堂小結(jié):本節(jié)課主要學(xué)習(xí)基因工程的基本概念和基因工程的基本操作工具，要充分利用自己查找和老師提供的教學(xué)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)探究。在質(zhì)粒的認(rèn)識(shí)上還要提高。四、課堂練習(xí):1、有關(guān)基因工程敘述正確的是（ ） A、限制酶只在獲得目的基因時(shí)才用

8、B、重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的 C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料2、下列關(guān)于酶的說法不正確的是（ ）A、限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布B、一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同D、限制酶的作用主要是用來提取目的基因3、下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的用來運(yùn)載目的基因的載體（ ） A、細(xì)菌質(zhì)粒 B、噬菌體 C、動(dòng)植物病毒 D、細(xì)菌核區(qū)的DNA4、下列說法正確的是（ ） A、DNA連接酶最初是從人體細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的 B、限制酶的切口一定是GAATTC堿基序列 C、質(zhì)粒是基因工程中唯一用作運(yùn)載目的基因的運(yùn)載體 D、利用

9、運(yùn)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制的過程可稱為“克隆”5、20世紀(jì)70年代，創(chuàng)立了一種新興的生物技術(shù)基因工程，實(shí)施該工程的最終目的是（ ） A、定向提取生物體的DNA分子 B、定向地對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切 C、在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造 D、定向地改造生物的遺傳性狀6、下列關(guān)于基因工程的敘述中錯(cuò)誤的是（ ） A、基因工程的出現(xiàn)使人類有可能按照自己的意愿定向改造生物，培育新品種 B、基因工程技術(shù)是唯一能沖破遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，培育生物新類型的方法 C、基因工程的基本工具是：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和基因的運(yùn)載體 D、基因工程的研究成果，目前大多需要通過發(fā)酵工程和酶工程來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)

10、化7、在基因工程中，作為基因運(yùn)輸工具的運(yùn)載體，下列特征除哪項(xiàng)外，都是運(yùn)載體必須具備的條件（ ） A、能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制，并穩(wěn)定地保存 B、具有多個(gè)限制酶切點(diǎn) C、必須是細(xì)菌的質(zhì)?；蚴删w D、具有某些標(biāo)記基因五、布置作業(yè):1、番茄在運(yùn)輸過程中，由于過早成熟而易腐爛。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過抑制某種促進(jìn)果實(shí)成熟激素的合成能力，可使番茄貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國上市。請(qǐng)回答：（1）促進(jìn)果實(shí)成熟的重要激素是 ，它能夠發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型有 、 和 。（2）在培育轉(zhuǎn)基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“針線”是 ，基因的“運(yùn)輸工具”是 。

11、（3）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是 、 和 。答案：（1）乙烯； 加成； 氧化， 聚合（2）限制酶； DNA連接酶； 運(yùn)載體（3）目的性強(qiáng)； 育種周期短； 克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙2、根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)原理和材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇運(yùn)載體質(zhì)粒，探究質(zhì)粒的抗菌素基因所合成的抗菌素類別。實(shí)驗(yàn)原理：作為運(yùn)載體的質(zhì)粒，須有標(biāo)記基因，這一標(biāo)記基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的細(xì)菌，其質(zhì)粒才可能用作運(yùn)載體。材料用具：青霉素、四環(huán)素的10萬個(gè)單位溶液、菌種試管、滅菌的含細(xì)菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿、酒精燈、接種環(huán)、一次性注射器、蒸餾水、恒溫箱。方法步驟：第一步：取三個(gè)含細(xì)菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿并標(biāo)1、2、3號(hào)，在酒精燈旁，用三支注射器，分別注入1亳升蒸餾水、青霉素、四環(huán)素液，并使之分布在整個(gè)培養(yǎng)基表面。第二步：將接種環(huán)在酒精燈火焰上方灼燒滅菌，并在酒精燈火焰旁取種，然后對(duì)三個(gè)培養(yǎng)皿接種。第三步：將接種后的三個(gè)培養(yǎng)皿放入37度的恒溫箱中培養(yǎng)24小時(shí)。預(yù)期結(jié)果分析：（1）設(shè)置1號(hào)的目的是 ，出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。（2）如果1、2、3號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌都正常生長(zhǎng)說明 ；如果1、2號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌能正常生長(zhǎng)，3號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌不能正常生長(zhǎng)則說明 ；如果1、3號(hào)培養(yǎng)皿的細(xì)菌能正常生長(zhǎng)